1、放缩变换平移变换只改变图形的位置，不改变图形的大小。旋转变换不改变图形的形状放缩变换引起图形形状的变化。复合变换结果与变换的顺序有关（矩阵乘法不可交换）二、Java3D在java3D中坐标轴的显示如下所示：Java3D的编程思想显示如下：在实验时，要引入相关的jar包，显示如下所示：实验环境硬件平台：PC机软件：Windows7平台，eclipse集成开发环境，java编程语言。 Java 3D实验步骤1. 掌握算法原理；2. 依据算法，编写源程序并进行调试；3. 对运行结果进行保存与分析；4. 把源程序以文件的形式提交；5. 按格式书写实验报告。实验内容处理点的类:package wangq
2、ian.draw.transform;public class MyPoint private int x; private int y; public MyPoint（） public MyPoint（int x, int y） super（）; this.x = x; this.y = y; public int getX（） return x; public void setX（int x） public int getY（） return y; public void setY（int y） 三角形的变换核心代码：三角形点的录入：public void putPoint1（） MyPo
3、int point1 = new MyPoint（）; point1.setX（100）; point1.setY（200）; pointlist.add（point1）; MyPoint point2 = new MyPoint（）; point2.setX（20）; point2.setY（40）; pointlist.add（point2）; MyPoint point3 = new MyPoint（）; point3.setX（160）; point3.setY（100）; pointlist.add（point3）; MyPoint point4 = new MyPoint（）; p
4、oint4.setX（100）; point4.setY（200）; pointlist.add（point4）;根据点画三角形：if （num = 1） for （int i = 1; i pointlist.size（）; i+） / 根据给出的顶点画线 MyPoint p1 = pointlist.get（i）; int x1 = p1.getX（）; int y1 = p1.getY（）; MyPoint p2 = pointlist.get（i - 1）; int x2 = p2.getX（）; int y2 = p2.getY（）; g.drawLine（x1, y1, x2, y
5、2）; 三角形的缩小变换：private void changePictureSize（MyPoint unchangedpoint, double sx, double sy） for （MyPoint pb : pointlist） pb.setX（int） （pb.getX（） * sx + unchangedpoint.getX（） * （1 - sx）; pb.setY（int） （pb.getY（） * sy + unchangedpoint.getY（） * （1 - sy）; g.setColor（Color.BLUE）; drawPicture（1）;三角形关于特定直线的对称
6、变换：private void changePictureLocation（） double x1 = （pb.getY（） + 2 * pb.getX（） + 0.75） / 2.5; double y1 = （pb.getY（） + 2 * pb.getX（） - 3） / 5.0; pb.setX（int） （x1 + （x1 - pb.getX（）; pb.setY（int） （y1 - （pb.getY（） - y1）;四边形的旋转变换：四边形点的录入和绘画同三角形四边形的旋转函数显示如下：private void spinPicture（） double r; r = 15 / 1
7、80.0 * 3.1415926;/ 旋转150 pointlist2） / 遍历多边形的顶点 double x1 = pb.getX（） * Math.cos（r） - pb.getY（） * Math.sin（r）;/ 根据度数和顶点值来确定改变的顶点 double y1 = pb.getX（） * Math.sin（r） + pb.getY（） * Math.cos（r）; pb.setX（int） （x1）; pb.setY（int） （y1）; g.setColor（Color.ORANGE）; drawPicture（2）;键盘的监听类： class KeyMonitor exte
8、nds KeyAdapter public void keyPressed（KeyEvent e） switch （e.getKeyCode（） case KeyEvent.VK_C:/清空画布 panel.repaint（）; break; case KeyEvent.VK_1:/准备进行三角形的变换 putPoint1（）; g.setColor（Color.RED）; drawPicture（1）; g.drawLine（0, 0, 0, 600）; g.drawLine（0, 0, 600, 0）; g.drawLine（-30, （int） （-63 / 4）, 200, （int）
9、 （397 / 4）; case KeyEvent.VK_2:/准备进行四边形的变换 putPoint2（）; g.setColor（Color.MAGENTA）; drawPicture（2）; case KeyEvent.VK_3: BasicConstruct bc = new BasicConstruct（）; bc.addMyBox（x, y, z, bc）; case KeyEvent.VK_S:/图形的缩小变换 changePictureSize（pointlist.get（0）, 0.5, 0.5）; case KeyEvent.VK_L:/图形的对称变换 changePict
10、ureLocation（）; case KeyEvent.VK_T:/四边形的旋转变换 spinPicture（）; case KeyEvent.VK_E:/复原3D图形 x = 0.1f; y = 0.1f; z = 0.1f; case KeyEvent.VK_X:/X轴的错切变换 BasicConstruct bc0 = new BasicConstruct（）; x = x + 0.1f;/x轴错切,改变x轴的比例， bc0.addMyBox（x, y, z, bc0）;/长方体的绘制函数 case KeyEvent.VK_Y:/Y轴的错切变换 BasicConstruct bc1 =
11、 new BasicConstruct（）; y = y + 0.1f;/y轴错切,改变y轴的比例， bc1.addMyBox（x, y, z, bc1）; case KeyEvent.VK_Z:/Z轴的错切变换 BasicConstruct bc2 = new BasicConstruct（）; z = z + 0.1f;/z轴错切,改变z轴的比例， bc2.addMyBox（x, y, z, bc2）; default: ; 3D图形的框架搭建/* * 绘制三维图形的类 * 里面包含了绘制长方体的方法和鼠标的监听事件 */public class BasicConstruct extend
12、s JFrame protected SimpleUniverse simpleU; protected BranchGroup rootBranchGroup; public BasicConstruct（） initial_setup（）; /* * 初始化步骤 protected void initial_setup（） getContentPane（）.setLayout（new BorderLayout（）;/ 得到框架和设置布局 GraphicsConfiguration config = SimpleUniverse .getPreferredConfiguration（）;/
13、得到配置函数 Canvas3D canvas3D = new Canvas3D（config）;/ 创建3d图形的面板 getContentPane（）.add（Center, canvas3D）;/ 把3d图形面板添加到框架上 simpleU = new SimpleUniverse（canvas3D）;/ 设置3d图形的画布形式 rootBranchGroup = new BranchGroup（）; * 设置3d画布的视角以及高光等参数 public void addDirectionalLight（Vector3f direction, Color3f color） BoundingS
14、phere bounds = new BoundingSphere（）; bounds.setRadius（1000d）; DirectionalLight lightD = new DirectionalLight（color, direction）; lightD.setInfluencingBounds（bounds）; rootBranchGroup.addChild（lightD）; * 本次实验的核心函数 创建长方体的函数 需要长方体的长宽高比例以及颜色 public void addBox（float x, float y, float z, Color3f diffuse, C
15、olor3f spec） Appearance app = new Appearance（）;/ 设置长方体的视角以及绘制参数 Material mat = new Material（）;/ 创建节点 mat.setDiffuseColor（diffuse）;/ 设置长方体的轮廓颜色和表面颜色 mat.setSpecularColor（spec）; mat.setShininess（5.0f）;/ 超出范围则不显示 app.setMaterial（mat）; Box box = new Box（x, y, z, app）;/ 创建长方体 TransformGroup tg = new Tran
16、sformGroup（）; tg.addChild（box）; rootBranchGroup.addChild（tg）; tg.setCapability（TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE）; tg.setCapability（TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_READ）; /* * 创建鼠标事件，使长方体能够被移动和旋转 */ MouseRotate myMouseRotate = new MouseRotate（）; myMouseRotate.setTransformGroup（tg）; myMouseRotate.s
17、etSchedulingBounds（new BoundingSphere（）; rootBranchGroup.addChild（myMouseRotate）; MouseTranslate myMouseTranslate = new MouseTranslate（）; myMouseTranslate.setTransformGroup（tg）; myMouseTranslate.setSchedulingBounds（new BoundingSphere（）; rootBranchGroup.addChild（myMouseTranslate）; MouseZoom myMouseZo
18、om = new MouseZoom（）; myMouseZoom.setTransformGroup（tg）; myMouseZoom.setSchedulingBounds（new BoundingSphere（）; rootBranchGroup.addChild（myMouseZoom）; public void finalise（） simpleU.addBranchGraph（rootBranchGroup）; simpleU.getViewingPlatform（）.setNominalViewingTransform（）; * 封装类需要调用的函数，主要是整合3d长方体的创建
19、public void addMyBox（float x, float y, float z, BasicConstruct bc） bc.setSize（1024, 768）; bc.addBox（x, y, z, new Color3f（1, 0, 0）, new Color3f（1, 0, 0）; bc.addDirectionalLight（new Vector3f（0f, 0f, -1）, new Color3f（1f, 1f, 0f）; bc.finalise（）; bc.show（）; return;实验结果本次实验中图形的变换可以通过键盘来控制。1、运行程序之后，点击“1”进入
20、三角形的变换：2、点击“S”进行三角形的缩小变换：如上图所示，蓝色的三角形为原三角形缩小后的三角形。3、点击“L”键，进行三角形关于直线-2x+4y+3=0的对称变换：如图所示，直线上方的三角形即为关于直线对称后得到的三角形。4、点击“C”键，清空画布，进行四边形的变换：5、点击“2”键，进行四边形的变换：6、点击“T”键，进行四边形的旋转变换，旋转角度为15度：7、点击“3”查看java3D的立方体：用鼠标拖动即可对立方体进行旋转，查看其3D视图：8、点击“X”键，对立方体进行X轴方向的错切：9、点击“Y”键，对立方体进行Y轴方向的错切：10、点击“Z”键，对立方体进行Z轴方向的错切：实验总
21、结本次实验让我了解并掌握了图形的基本几何变换，对于本次实验，有如下说明:1、 本次实验继承了JFrame,并在程序中使用了JPanel，使得画笔的获得更为方便，可直接在函数中调用声明为成员变量的画笔，从而避免了作为参数传递的麻烦。2、 本次实验中运用了tanslate（int x,int y）函数，将图形上下文的点平移到当前坐标系中的点 （x,y）。便于实验结果的观察。本次实验的不足在于：改变大小的函数，对称变换的函数以及旋转变换的函数中均存在对double类型数的取整运算，使得实验结果存在必然的误差，在改变大小以及对称变换中体现的不明显，但是在旋转变换中误差很明显：在旋转一周多时图形显示如下：由上图可以看出图形变小了。旋转多周后效果更为明显：给要进行取整运算的表达式加上0.5，这个问题仍然存在，这个旋转问题在本次实验中还没有找到更好的解决办法，希望在今后的学习中可以得到解决。指导教师意见签名： 年 月 日
